web analytics

Ένας συνδυασμός στερεού και επαγωγής

Ενας συνδυασμος στερεου με επαγωγη αφιερωμενο σε ολους τους συναδελφους που δουλευουν συστηματικα στο δικτυο και βοηθουν εμας και τους μαθητες

Στο σχήμα φαίνονται δύο ευθύγραμμοι παράλληλοι αγωγοί Αχ και Άχ αμελητέας αντίστασης που βρισκονται σε οριζόντιο επίπεδο. Τα άκρα Α και Ά συνδέονται μέσω αντίστασης   R. Ένας ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ με μήκος l και αντίσταση R είναι κάθετος στους παράλληλους αγωγούς και μπορεί να κινείται πάνω τους χωρις τριβες. Ο ΚΛ είναι ομογενής έχει μάζα m1 και στο μέσον του έχει δεμένο λεπτό αβαρές νήμα που περνώντας από αβαρή τροχαλία  τυλίγεται πολλές φορές γύρω από ομογενή δίσκο μάζας m2 και ροπής αδράνειας ως άξονα που είναι κάθετος στις βάσεις του και διέρχεται από το κέντρο μάζας του Ιcm=1/2 mr2 όπου r η ακτίνα του. Στο χώρο υπάρχει ΟΜΠ έντασης  Β . Το σύστημα αρχικά συγκρατείται ακίνητο με τον δίσκο να κρέμεται από το νήμα. Αφήνουμε ταυτόχρονα τον δίσκο και τον αγωγό ελεύθερους να κινηθουν. Δίνεται η  βαρυτική επιτάχυνση g. Α) Ο ΚΛ σεν θα αποκτήσει οριακή ταχύτητα επειδή ο δίσκος θα επιταχύνεται διαρκως. Β) Ο ΚΛ θα αποκτήσει οριακή ταχύτητα όταν η δύναμη Laplace που θα του ασκείται γίνει ίση με το βαρος του δίσκου . Γ) Ο δίσκος θα αποκτήσει οριακή επιτάχυνση κέντρου μάζας acm=2g/3 όταν ο αγωγός ΚΛ αποκτήσει οριακή ταχύτητα .

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
4 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
29/03/2020 2:22 ΜΜ

Καλησπέρα Κώστα.

"Στο σχήμα φαίνονται.."

Δεν υπάρχει σχήμα, αλλά και η λύση;

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλησπέρα, η άσκηση έχει μεγάλο ενδιαφέρον διδακτικά και σίγουρα ο συνδυασμός Η/Μ επαγωγής και σύνθετης κίνησης ,   ομαλά επιταχυνόμενης όταν η  ράβδος κινείται ομαλά με την

οριακή ταχύτητα που απέκτησε είναι πρωτότυπο σενάριο

Προβληματικό σημείο, όπως και σε όλες τις συνδυαστικές αυτού του είδους, ο φορμαλισμός που απαιτεί….Πάλι καλά που τροχαλία ήταν ιδανική

Επειδή η λύση από τη φωτογραφία δεν φαίνεται καλά, δίνω και μια σύντομη ψηφιακή λύση

 

 

Λειβαδίτης Δημήτριος

Πολύ καλή άσκηση και ευχαριστούμε τον Θοδωρή για την ψηφιακή λύση. Εντάσσεται στη γενικότερη περίπτωση ασκήσεων με 'γιο-γιο' όπου το ελεύθερο άκρο του νήματος δεν είναι δεμένο σε σταθερό σημείο ή δεν το κρατάμε εμείς σταθερό, αλλά το τραβάμε προσδίδοντας μία επιτάχυνση στο ανώτερο σημείο του νήματος. Εδώ συνδυάζεται πολύ ωραία με την κίνηση ράβδου σε μαγνητικό πεδίο. Μία γενικότερη απορία που έχω σ' αυτές τις ασκήσεις (για να είμαι ειλικρινής μου την έθεσε ένας καλός μαθητής) είναι ότι στην εκφώνηση μιλάει για αβαρές νήμα. Αν θεωρήσουμε ότι αβαρές νήμα σημαίνει ότι και η μάζα του νήματος είναι αμελητέα, τότε πώς μπορούμε να μιλάμε για επιτάχυνση (των σημείων) έστω του νήματος; Πώς μία δύναμη μπορεί να επιταχύνει κάτι που δεν έχει μάζα; (Κατανοώ ότι το 'αβαρές' το χρειαζόμαστε ώστε η δύναμη που ασκείται στο άκρο του νήματος να ισούται με τη δύναμη που ασκεί το νήμα στο γιο-γιο.) Ευχαριστώ!